一种具有工件掉头功能的机床的制作方法

本发明涉及机床领域，特别涉及一种具有工件掉头功能的机床。

背景技术：

机床通常是指一种能够对工件进行切削加工的设备，工件从毛坯到成品的加工过程中，通常需要对工件进行多次夹装，例如工件的掉头加工。

目前，工件的掉头通常是人工，因为工件的安装是人工操作的，不可避免的存在安装效率低的问题，对机床的整体效率造成拖累。同时工人操作，还存在在机械伤害的风险。

虽然也有部分机床设置了工件自动掉头设备，但是这些设备的成本高昂，结构复杂，不利于推广使用。

技术实现要素：

针对现有技术存在的机床加工过程中人工掉头效率低、自动掉头设备结构复杂及成本高的问题，本发明的目的在于提供一种具有工件掉头功能的机床。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种具有工件掉头功能的机床，包括床身，所述床身的头端安装有主轴，所述主轴头端安装有卡盘，包括掉头装置，所述掉头装置包括安装在床身头端的退料驱动机构、安装在床身尾端的顶料驱动机构、以及位于退料驱动机构与顶料驱动机构之间的接料装置、顶料杆和升降回转装置；所述退料驱动机构、所述顶料驱动机构均为直线驱动机构，所述直线驱动机构为气缸、液压缸、电动推杆中的一种；所述主轴中空，所述顶料杆位于所述主轴内；所述接料装置包括接料本体，所述接料本体上设有贯穿接料本体的接料腔；所述升降回转装置包括安装在床身上的升降机构和安装在所述升降机构上的回转机构，所述回转机构的转动轴线竖直，所述接料本体安装在所述回转机构上；所述退料驱动机构、所述卡盘、所述顶料杆、顶料驱动机构共轴线。

优选的，所述回转机构为回转气缸、电机中的一种。

进一步的，所述床身上设有刀架，所述顶料驱动机构安装在所述刀架上。

进一步的，所述主轴尾端安装有定位螺母，所述顶料杆的尾端螺纹连接有定位套，顶料杆上套装有复位弹簧，所述复位弹簧一端抵接在所述定位套上、另一端固定在所述顶料杆上，所述定位螺母包括限位台阶孔，所述限位台阶孔的内径小于所述顶料杆的外径。

进一步的，还包括送料装置，所述送料装置包括安装在所述床身上的摆料板和送料驱动机构，所述摆料板倾斜设置，所述送料驱动机构上安装有接料槽，所述送料驱动机构为气缸、液压缸、电动推杆中的一种。

进一步的，所述送料装置包括固定托板和调节托板，所述固定托板固定安装在床身上，所述调节托板滑动连接在所述固定托板上，调节托板滑动方向竖直，调节托板上设有锁紧装置，所述锁紧装置为锁紧螺钉或者插销，所述摆料板和送料驱动机构均安装在所述调节托板上。

进一步的，所述接料本体上设有工件压紧装置，所述工件压紧装置包括设置在所述接料腔内壁上的通孔、位于所述通孔内且与所述接料本体螺纹连接的螺钉、安装在螺钉头端的弹簧和安装在所述弹簧自由端的滚珠。

优选的，所述压紧装置包括固定连接在接料本体上的螺母，所述螺母与所述螺钉相适配。

优选的，所述工件压紧装置设有若干个，所述若干个工件压紧装置均匀分布在所述接料腔的周向方向上。

进一步的，所述升降回转装置包括竖直设置的导向杆，所述回转机构上设有与所述导向杆相适配的导向套。

采用上述技术方案，由于退料驱动机构、顶料杆和顶料驱动机构的设置，使得工件能够在卡盘的轴向方向上运动；接料装置以及回转机构的设置，使得工件从卡盘上脱离后，能够被接取并掉头，实现工件的掉头过程；升降机构的设置，使得工件的掉头过程得以在空荡处完成，防止工件掉头过程发生碰撞。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中掉头装置和送料装置的分解示意图；

图3为本发明中主轴的剖视图；

图4为本发明中掉头装置和送料装置在另一个方向上的示意图；

图5为本发明实施例五中接料装置的结构示意图；

图6为本发明实施例五中接料装置的剖视图。

图中:1-床身、2-主轴、3-卡盘、4-退料驱动机构、5-顶料驱动机构、6-顶料杆、7-接料本体、8-接料腔、9-升降机构、10-回转机构、11-刀架、12-定位螺母、13-定位套、14-复位弹簧、15-限位台阶孔、16-摆料板、17-送料驱动机构、18-接料槽、19-固定托板、20-调节托板、21-通孔、22-螺钉、23-弹簧、24-滚珠、25-螺母、26-导向杆、27-导向套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一

如图1、图2、图3所示，一种具有工件掉头功能的机床，包括床身1，床身1的头端安装有主轴2，主轴2头端安装有卡盘3，还包括掉头装置，掉头装置包括安装在床身1头端的退料驱动机构4、安装在床身1尾端的顶料驱动机构5、以及位于退料驱动机构4与顶料驱动机构5之间的接料装置、顶料杆6和升降回转装置。

退料驱动机构4、顶料驱动机构5均为直线驱动机构，直线驱动机构为气缸、液压缸、电动推杆中的一种，本实施例中优选为气缸；本实施例中，主轴1中空，顶料杆6位于主轴1内，且退料驱动机构4、卡盘3、顶料杆6、顶料驱动机构5位于一条直线上，优选为共轴线。

接料装置包括接料本体7，接料本体7上设有贯穿接料本体7的接料腔8。

升降回转装置包括安装在床身1上的升降机构9和安装在升降机构9输出端上的回转机构10，回转机构10的转动轴线竖直，接料本体7则安装在回转机构10的输出端上。

回转机构10为回转气缸、电机中的一种，本实施例中为回转气缸。

床身1上设有刀架11，顶料驱动机构5安装在刀架11上。

升降回转装置包括竖直设置的导向杆26，回转机构10上设有与导向杆26相适配的导向套27。

本发明的工作过程如下：当机床将工件一端加工好，需要加工工件的另一端时，首先卡盘3放开工件，升降机构9动作，带动回转机构10与接料装置一同下降至卡盘3中心处，通常情况下，接料装置上的接料腔8正对着工件；随后，退料驱动机构4动作，推动顶料杆6动作，将工件从卡盘3上挤下，进而进入接料腔8；再之后，回转气缸10转动180°，实现工件的掉头动作，顶料驱动机构5动作，推动工件从接料腔8进入卡盘3中；最后，升级机构9上升、退料驱动机构4复位、顶料驱动机构5复位，卡盘3将工件夹紧后，机床即可对工件另一端的加工作业。本发明的结构简单、制造及实用成本低，普通的工控芯片即可控制，且上述过程不依靠人工，具有效率高的特点。

实施例一的方案中存在着工件每次夹装的长度难以确定的问题，即顶料杆6的位置不可控，这会导致同一批次的工件，每次夹装后的加工量不同，存在差异性，这对控制系统的要求更高。针对这一问题，本发明的解决方案如下的实施例二。

实施例二

其与实施例一的区别在于：主轴1尾端安装有定位螺母12，顶料杆6的尾端螺纹连接有定位套13，顶料杆6上套装有复位弹簧14，复位弹簧14一端抵接在定位套13上、另一端固定在顶料杆6上，同时定位螺母12包括限位台阶孔15，限位台阶孔15的内径小于顶料杆6的外径，如图3所示。

上述结构的设置，在定位螺母12将顶料杆6与定位套13构成的整体的位置限定的基础上，通过调节定位套13与顶料杆6之间的旋合长度，即可实现顶料杆6头端的位置的固定，且可调节，相应的，工件能够深入卡盘3的长度即得到限制，因此，所有的工件的夹装长度均一致，每次夹装的加工量得到统一。

实施例三

其与实施例一或者实施例二的区别在于：如图2所示，本方案的机床还包括送料装置，送料装置包括安装在床身1上的摆料板16和送料驱动机构17，其中摆料板16倾斜设置，以使工件能够依靠重力前进；送料驱动机构17的输出端上安装有接料槽18，送料驱动机构17为气缸、液压缸、电动推杆中的一种。

可以理解的是，送料驱动机构17是用于将接料槽18上的工件移动至卡盘3中心处，因此接料槽18在起点位置时能够将摆料板16上的工件接取，在终点位置时能够使工件与卡盘3中心正对，以方便顶料驱动机构5将工件推入卡盘3。

实施例四

其与实施例三的区别在于：如图4所示，送料装置包括固定托板19和调节托板20，固定托板19固定安装在床身1上，调节托板20滑动连接在固定托板19上，调节托板20滑动方向竖直，调节托板20上设有锁紧装置，锁紧装置为锁紧螺钉或者插销，摆料板16和送料驱动机构17均安装在调节托板20上。

上述结构的设置，使得对于不同直径尺寸的工件的加工，通过调节接料槽18的高度，可以实现接料槽18在终点位置时，工件始终能够与卡盘3的中线对齐，以方便工件进入卡盘3。

上述的方案中，通常情况下，为了使工件能够较为顺畅的进入接料腔8，工件与接料腔8多为间隙配合，这就导致回转机构10在转动时，工件有从接料腔8中甩出的风险；而且因为工件各部分的直径存在差异，这也会导致工件在卡盘3上的定心存在误差。针对这一问题，本发明的解决方案如下的实施例五。

实施例五

其与上述任一实施例的区别在于：如图5、图6所示，接料本体7上设有工件压紧装置，工件压紧装置包括设置在接料腔8内壁上的通孔21、位于通孔21内且与接料本体7螺纹连接的螺钉22、安装在螺钉22头端的弹簧23和安装在弹簧23自由端的滚珠24。

上述结构的设置，解决了工件的夹紧问题，但是工件的定心误差依然存在，为降低的工件的定心误差，本实施例中，工件压紧装置设有若干个，若干个工件压紧装置均匀分布在接料腔8的周向方向上。

本实施例中，工件压紧装置还包括固定连接在接料本体7上的螺母25，螺母25与螺钉22相适配。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。